DE102020112694A1

DE102020112694A1 - Load-bearing component of a body of a passenger vehicle

Info

Publication number: DE102020112694A1
Application number: DE102020112694.8A
Authority: DE
Inventors: Peter Hirsch; Clemens Walther; Thomas Georg Milkovits
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2020-05-11
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Es ist ein tragendes Bauteil einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs bekannt, das einen Seitenschweller einer Fahrgastzelle mit einem Hecklängsträger verbindet. Das tragende Bauteil ist als Gussbauteil ausgebildet, das einen C-förmigen Querschnitt aufweist, der zur Fahrzeugseite hin offen ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein tragendes Bauteil einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs so zu gestalten, dass es einerseits viele Funktionen in sich vereint und andererseits ein geringes Gewicht aufweist.Erfindungsgemäß weist ein tragendes Bauteil (1) einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs zumindest einen flächigen Abschnitt auf, der zumindest in einem Bereich eine Aussparung (12) aufweist. Dabei befindet sich die Aussparung (12) in einem Bereich, der bei der Verwendung des tragenden Karosseriebauteils (1) in der Karosserie besonders geringen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Diese Bereiche lassen sich beispielsweise mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode in einem Simulationsprogramm ermitteln.A load-bearing component of a body of a passenger vehicle is known which connects a side sill of a passenger compartment to a rear side member. The load-bearing component is designed as a cast component that has a C-shaped cross section that is open to the side of the vehicle. The object of the invention is to design a load-bearing component of a body of a passenger vehicle in such a way that on the one hand it combines many functions and on the other hand has a low weight. According to the invention, a load-bearing component (1) of a body of a passenger vehicle has at least one flat section, which has a recess (12) in at least one area. The recess (12) is located in an area which is exposed to particularly low stresses when the load-bearing body component (1) is used in the body. These areas can be determined in a simulation program using the finite element method, for example.

Description

Die Erfindung betrifft ein tragendes Bauteil einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a load-bearing component of a body of a passenger vehicle according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2007 006 722 A1 ist ein tragendes Bauteil einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs bekannt, das einen Seitenschweller einer Fahrgastzelle mit einem Hecklängsträger des Personenkraftfahrzeugs verbindet. Das tragende Bauteil ist als Gussbauteil ausgebildet, das einen C-förmigen Querschnitt aufweist, der zur Fahrzeugaußenseite hin offen ist. Das nach außen offene, C-förmige Gussbauteil ist mit einem Blechbauteil verschlossen, sodass ein geschlossener Querschnitt vorliegt.From the DE 10 2007 006 722 A1 a load-bearing component of a body of a passenger vehicle is known which connects a side sill of a passenger compartment to a rear longitudinal member of the passenger vehicle. The load-bearing component is designed as a cast component that has a C-shaped cross section that is open to the outside of the vehicle. The outwardly open, C-shaped cast component is closed with a sheet metal component, so that there is a closed cross-section.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein tragendes Bauteil einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs so zu gestalten, dass es einerseits viele Funktionen in sich vereint und andererseits ein geringes Gewicht aufweist.The object of the invention is to design a load-bearing component of a body of a passenger vehicle in such a way that, on the one hand, it combines many functions and, on the other hand, has a low weight.

Diese Aufgabe wird mit einem tragenden Bauteil einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with a load-bearing component of a body of a passenger vehicle with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß weist ein tragendes Bauteil einer Karosserie eines Personenkraftfahrzeugs zumindest einen flächigen Abschnitt auf, der zumindest in einem Bereich eine Aussparung aufweist. Dabei befindet sich die zumindest eine Aussparung in einem Bereich, der bei bestimmungsgemäßer Verwendung des tragenden Karosseriebauteils in der Karosserie besonders geringen Beanspruchungen ausgesetzt ist. According to the invention, a load-bearing component of a body of a passenger vehicle has at least one flat section which has a recess in at least one area. The at least one recess is located in an area which is exposed to particularly low stresses when the load-bearing body component is used as intended in the body.

Diese Bereiche lassen sich beispielsweise mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode in einem Simulationsprogramm ermitteln. Durch das Vorsehen der zumindest einen Aussparung kann das Gewicht des tragenden Bauteils reduziert werden, ohne seine Steifigkeit spürbar zu beeinträchtigen.These areas can be determined in a simulation program using the finite element method, for example. By providing the at least one recess, the weight of the load-bearing component can be reduced without noticeably impairing its rigidity.

Bevorzugt ist das tragende Bauteil ein Gussbauteil, das einen Seitenschweller der Fahrgastzelle des Personenkraftfahrzeugs mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Hecklängsträger verbindet, der sich hinter der Fahrgastzelle in Fahrzeuglängsrichtung gesehen nach hinten erstreckt. Am hinteren Endbereich des Hecklängsträgers ist ein hinterer Stoßfänger bzw. ein Heckmodul befestigt, das zugleich als hinterer Stoßfänger dient. Das tragende Bauteil verläuft dabei zwischen dem Seitenschweller und dem Hecklängsträger entlang eines Radhauses und bildet zugleich eine Aufnahme für ein Federbein der Hinterachse des Personenkraftfahrzeugs. Dazu kann der Bereich der Aufnahme des Federbeins topfförmig gestaltet sein. Günstigerweise wird der flächige Abschnitt, in dem sich die zumindest eine Aussparung befindet, von einem bogenförmigen Wandabschnitt dieser topfförmigen Federbeinaufnahme gebildet. Insbesondere eignet sich der in Fahrzeugquerrichtung gesehen der Fahrzeugaußenseite zugewandte Wandabschnitt der Federbeinaufnahme für das Vorsehen der zumindest einen Aussparung.The load-bearing component is preferably a cast component which connects a side sill of the passenger compartment of the passenger vehicle with a rear side member extending in the longitudinal direction of the vehicle, which extends behind the passenger compartment in the longitudinal direction of the vehicle. A rear bumper or a rear module, which also serves as a rear bumper, is attached to the rear end area of the rear side member. The load-bearing component runs between the side sill and the rear side member along a wheel house and at the same time forms a receptacle for a suspension strut of the rear axle of the passenger vehicle. For this purpose, the area of the receptacle of the spring strut can be designed in the shape of a pot. The flat section in which the at least one recess is located is favorably formed by an arcuate wall section of this cup-shaped spring strut receptacle. In particular, the wall section of the spring strut receptacle facing the outside of the vehicle, viewed in the transverse direction of the vehicle, is suitable for providing the at least one recess.

Das tragende Gussbauteil weist idealerweise zumindest in einem Abschnitt einen C-förmigen Querschnitt auf, der in Fahrzeugquerrichtung gesehen zur Fahrzeugaußenseite hin offen ist. Dieser C-förmige Abschnitt befindet sich bevorzugt im vorderen Bereich, in dem auch der Seitenschweller angebunden ist.The load-bearing cast component ideally has a C-shaped cross section, at least in one section, which, viewed in the transverse direction of the vehicle, is open to the outside of the vehicle. This C-shaped section is preferably located in the front area, in which the side sill is also connected.

Idealerweise weist das tragende Bauteil im Bereich des flächigen Abschnitts zumindest auf einer Seite Versteifungsrippen auf, die von dem flächigen Abschnitt abstehen. Die zumindest eine Aussparung befindet sich günstigerweise in einem Bereich, der zwischen mehreren Versteifungsrippen liegt, sodass keine Versteifungsrippe über die Aussparung verläuft. Bevorzugt ist der flächige Abschnitt mit mehreren Versteifungsrippen verstärkt, die sich kreuzen oder eine Art Netz bilden. In diesem Fall ist die zumindest eine Aussparung idealerweise in einem Bereich angeordnet, der vollständig mit Versteifungsrippen umgeben ist.Ideally, in the area of the flat section, the load-bearing component has stiffening ribs on at least one side, which protrude from the flat section. The at least one recess is advantageously located in an area that lies between a plurality of stiffening ribs, so that no stiffening rib runs over the recess. The flat section is preferably reinforced with several stiffening ribs which intersect or form a type of network. In this case, the at least one recess is ideally arranged in an area that is completely surrounded by stiffening ribs.

Bevorzugt weist das tragende Bauteil zumindest eine Verstärkungsrippe auf, die einen vom tragenden Bauteil abstehenden freien Randbereich aufweist, der dem flächigen Abschnitt gegenüberliegt. Dieser freie Randbereich hat einen bogenförmigen Verlauf, der Abstand zwischen dem tragenden Bauteil und dem freien Randbereich verändert sich somit entlang der Längserstreckung der Verstärkungsrippe kontinuierlich. Der bogenförmige Verlauf ermöglicht gegenüber einer klassischen Versteifungsrippe mit einem geraden Verlauf des freien Randbereichs eine Materialeinsparung. Dazu sind Verstärkungsrippen konkav und/oder konvex gestaltet, sodass die Gestaltung dem Kraftverlauf entspricht. Dies geht mit einer Materialeinsparung an der Versteifungsrippe und somit einer Gewichtsreduzierung des tragenden Bauteils einher, ohne dass damit ein Steifigkeitsverlust verbunden ist.The load-bearing component preferably has at least one reinforcement rib which has a free edge region which protrudes from the load-bearing component and lies opposite the flat section. This free edge area has an arcuate course, the distance between the load-bearing component and the free edge area thus changes continuously along the longitudinal extension of the reinforcing rib. Compared to a classic stiffening rib with a straight course of the free edge area, the arched course enables material savings. For this purpose, reinforcement ribs are designed concave and / or convex, so that the design corresponds to the force curve. This goes hand in hand with a material saving on the stiffening rib and thus a weight reduction of the load-bearing component, without a loss of rigidity being associated with it.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das tragende Bauteil eine ringförmige Verstärkungsrippe auf, also eine Rippe, die einen mittleren Bereich vollständig ringförmig umgibt. Zusätzlich können sich weitere Verstärkungsrippen sternförmig von dieser ringförmigen Verstärkungsrippe aus nach außen erstrecken. Eine solche ringförmige Verstärkungsrippe kann gut in sie eingeleitete Kräfte verteilen und über die angrenzenden sternförmig verlaufenden Verstärkungsrippen ableiten.In a further advantageous embodiment, the load-bearing component has an annular reinforcing rib, that is to say a rib which completely surrounds a central region in an annular manner. In addition, further reinforcement ribs can extend outward in a star shape from this annular reinforcement rib. Such an annular reinforcing rib can easily introduce forces into it distribute and derive over the adjacent star-shaped reinforcing ribs.

Günstigerweise besteht das tragende Bauteil aus einem Leichtmetall. Hierfür bietet sich insbesondere Aluminium, Magnesium oder eine Legierung aus zumindest einem dieser beiden Metalle an. Diese Materialauswahl ermöglicht bei Verwendung der heute zur Verfügung stehenden Legierungen die Gestaltung eines sehr steifen Bauteils, das gegenüber einem vergleichbaren Bauteil aus einem Eisenwerkstoff ein deutlich geringeres Gewicht bei vergleichbarer Steifigkeit aufweist. Auch lässt sich ein solches Bauteil im Druckgussverfahren mit einer hohen Präzision herstellen, es weist also trotz der Größe des Bauteils nur sehr geringe Fertigungstoleranzen auf.The load-bearing component is advantageously made of a light metal. Aluminum, magnesium or an alloy made from at least one of these two metals are particularly suitable for this purpose. When using the alloys available today, this choice of material enables the design of a very rigid component which, compared to a comparable component made of an iron material, has a significantly lower weight with comparable rigidity. Such a component can also be manufactured with a high degree of precision using the die-casting process, so it has only very small manufacturing tolerances despite the size of the component.

Idealerweise ist in das tragende Bauteil einteilig zumindest ein Anbindungspunkt für einen Hochvoltspeicher integriert, der sich unterhalb einer Fahrgastzelle befindet. Ein solcher Hochvoltspeicher ist für moderne Fahrzeuge erforderlich, die zumindest auch einen elektrischen Antrieb aufweisen. Dabei muss der Hochvoltspeicher an einer Stelle angeordnet werden, die bei einem Unfall vergleichsweise gut geschützt ist, und die die fahrdynamischen Eigenschaften trotz des hohen Gewichts des Hochvoltspeichers möglichst wenig beeinflusst. Daher werden solche Hochvoltspeicher meist unterhalb der Fahrgastzelle angeordnet. Insbesondere bei einer Ausführung des tragenden Bauteils als Gussbauteil kann auf einfache Weise werkzeugfallend ein Anbindungspunkt für einen Hochvoltspeicher integriert werden. Ein solcher Anbindungspunkt muss aufgrund des hohen Gewichts des Hochvoltspeichers entsprechend steif ausgeführt sein. Der zumindest eine integrierte Anbindungspunkt kann günstigerweise mit Versteifungsrippen lokal verstärkt bzw. abgestützt ausgeführt sein.Ideally, at least one connection point for a high-voltage storage device, which is located below a passenger cell, is integrated in the load-bearing component in one piece. Such a high-voltage storage device is required for modern vehicles that at least also have an electric drive. The high-voltage battery must be located at a location that is comparatively well protected in the event of an accident and that has as little influence as possible on the dynamic properties of the vehicle despite the high weight of the high-voltage battery. This is why such high-voltage storage systems are usually arranged below the passenger compartment. In particular when the load-bearing component is embodied as a cast component, a connection point for a high-voltage storage device can be integrated in a simple manner without using a tool. Such a connection point must be designed to be correspondingly rigid due to the high weight of the high-voltage battery. The at least one integrated connection point can advantageously be locally reinforced or supported with stiffening ribs.

Des Weiteren kann günstigerweise eine Anbindung einer Rückenlehne in dieses tragende Bauteil integriert werden. Zusätzlich oder alternativ kann zudem eine Verstärkung einer Seitenwand des Personenkraftfahrzeugs einstückig mit dem tragenden Bauteil ausgeführt sein. Das tragende Bauteil befindet sich dabei im Übergangsbereich zwischen einem Fahrzeugboden und der Seitenwand. Durch eine steife Gestaltung des tragenden Bauteils wird somit zugleich die Verbindung zwischen dem Fahrzeugboden und der Seitenwand versteift, sodass dieser Bereich bei Torsionsbeanspruchungen in Fahrzeugquerrichtung sich weniger verwinden kann.Furthermore, a connection of a backrest can advantageously be integrated into this load-bearing component. Additionally or alternatively, a side wall of the passenger vehicle can also be reinforced in one piece with the load-bearing component. The load-bearing component is located in the transition area between a vehicle floor and the side wall. The connection between the vehicle floor and the side wall is thus stiffened at the same time through a rigid design of the load-bearing component, so that this area can twist less in the event of torsional loads in the transverse direction of the vehicle.

Auch ein Anbindungspunkt für ein Gurtschloss kann idealerweise in das tragende Bauteil integriert werden. Zusätzlich kann dieser Anbindungspunkt mindestens eine lokale Verstärkung aufweisen, die ebenfalls in das tragende Bauteil integriert sein kann.A connection point for a belt lock can also ideally be integrated into the load-bearing component. In addition, this connection point can have at least one local reinforcement, which can also be integrated into the load-bearing component.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further advantageous configurations are the subject of subclaims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, anhand dessen die Erfindung im Folgenden im Detail beschrieben wird. Die einzelnen Figuren zeigen in schematischer Darstellungsweise:

1 eine perspektivische Ansicht eines tragenden Gussbauteils einer Karosserie eines Personenkraftwagens, das einen Seitenschweller mit einem Hecklängsträger verbindet,
2 eine weitere perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Gussbauteils,
3 eine Draufsicht auf das in 1 und 2 dargestellte Gussbauteil,
4 eine Seitenansicht des in 1 bis 3 gezeigten Gussbauteils,
5 eine Schnittansicht A - A des in 4 gezeigten Gussbauteils und
6 eine Ansicht des in 1 bis 5 gezeigten Gussbauteils von unten.

The drawing shows an exemplary embodiment of the invention, on the basis of which the invention is described in detail below. The individual figures show in a schematic representation:

1 a perspective view of a load-bearing cast component of a body of a passenger car, which connects a side sill with a rear side member,
2 a further perspective view of the in 1 cast component shown,
3 a top view of the in 1 and 2 Cast component shown,
4th a side view of the in 1 until 3 cast component shown,
5 a sectional view A - A of the in 4th Cast component shown and
6th a view of the in 1 until 5 Cast component shown from below.

In den Figuren ist in verschiedenen Ansichten ein Gussträger 1 dargestellt, der als tragendes Bauteil einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs einen Seitenschweller mit einem Hecklängsträger verbindet. Der Seitenschweller bildet die seitliche untere Begrenzung einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs. Er erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung x zwischen einem vorderen und einem hinteren Radhaus. Der Gussträger 1 ist mit seinem vorderen Endabschnitt 3 mit einem - in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen - hinteren Bereich des Seitenschwellers verbunden und erstreckt sich entlang des hinteren Radhauses nach hinten. Der hintere Endbereich 2 des Gussträgers 1 ist mit dem vorderen Endabschnitt des Hecklängsträgers verbunden. Der Hecklängsträger erstreckt sich als tragendes Karosseriebauteil hinter dem Fahrgastraum von dem Gussträger 1 aus in Fahrzeuglängsrichtung x nach hinten. An seinem hinteren Ende ist ein hinterer Stoßfänger angebunden. Der Gussträger 1 gleicht dabei auch die unterschiedlichen Lagen des Seitenschwellers und des Hecklängsträgers in Fahrzeugquerrichtung y und in Fahrzeughöhenrichtung z aus.In the figures, a cast carrier is in different views 1 shown, which connects a side sill with a rear side member as a load-bearing component of a body of a motor vehicle. The side sill forms the lower lateral boundary of a passenger cell of the motor vehicle. It extends in the vehicle longitudinal direction x between a front and a rear wheel housing. The cast carrier 1 is with its front end portion 3 connected to a rear area of the side sill - viewed in the vehicle longitudinal direction x - and extends to the rear along the rear wheel housing. The rear end area 2 of the cast beam 1 is connected to the front end portion of the rear side member. The rear side member extends as a load-bearing body component behind the passenger compartment from the cast beam 1 from in the vehicle longitudinal direction x to the rear. A rear bumper is tied to its rear end. The cast carrier 1 also compensates for the different positions of the side sill and the rear side member in the vehicle transverse direction y and in the vehicle height direction z.

Zudem bildet der Gussträger 1 die Aufnahme 4 für ein Federbein des hinteren Rades, das sich in dem hinteren Radhaus befindet, entlang dem sich der Gussträger 1 erstreckt. Diese Aufnahme 4 hat die Form eines Topfes, der nach unten offen ist. Diese topfförmige Aufnahme 4 ist insbesondere in der Ansicht von unten in 6 gut erkennbar. Im Bereich vor der Aufnahme 4 des Federbeins weist der Gussträger 1 im Querschnitt gesehen ein C-förmiges Profil auf, das in Fahrzeug-querrichtung y gesehen - zur Fahrzeugaußenseite hin offen ist, wobei sich in dem C-förmigen Profil mehrere Versteifungsrippen 5 befinden, die insbesondere in der Seitenansicht in 4 gut zu sehen sind. Auch die topfförmige Aufnahme 4 ist mit zahlreichen Versteifungsrippen verstärkt: So befinden sich auf der Oberseite der Aufnahme 4 vier zueinander parallele, in Fahrzeugquerrichtung y verlaufende Verstärkungsrippen 6, die in 2 und 3 zu sehen sind. Auch die umlaufenden Wandabschnitte der topfförmigen Aufnahme 4 sind mit Verstärkungsrippen 7 auf der - in Fahrzeugquerrichtung gesehen - Fahrzeuginnenseite und mit Verstärkungsrippen 8 auf der Fahrzeugaußenseite versteift.In addition, the cast carrier forms 1 the recording 4th for a strut of the rear wheel, which is located in the rear wheel housing, along which the cast beam is located 1 extends. This recording 4th has the shape of a pot that is open at the bottom. This cup-shaped recording 4th is particularly seen from below in 6th good to see. In the area before the recording 4th of the shock absorber has the cast carrier 1 seen in cross section on a C-shaped profile, seen in the vehicle transverse direction y - to The outside of the vehicle is open, with several stiffening ribs in the C-shaped profile 5 are located, especially in the side view in 4th are easy to see. Also the cup-shaped receptacle 4th is reinforced with numerous stiffening ribs: So are located on the top of the receptacle 4th four reinforcing ribs parallel to each other and running in the transverse direction y of the vehicle 6th , in the 2 and 3 you can see. Also the circumferential wall sections of the cup-shaped receptacle 4th are with reinforcing ribs 7th on the inside of the vehicle - seen in the transverse direction of the vehicle - and with reinforcing ribs 8th Stiffened on the outside of the vehicle.

Im Bereich hinter der Aufnahme 4 weist der Gussträger 1 eine vertikal verlaufende, sich in Fahrzeuglängsrichtung x erstreckende Mittelwand auf, an die oben und unten sich horizontal erstreckende Stege angrenzen, die in Fahrzeugquerrichtung sowohl nach innen als auch nach außen verlaufen. Die Querschnittsform kann also als eine in Fahrzeugquerrichtung y gesehen nach außen offene C-Form beschrieben werden, an die eine nach innen offene C-Form angrenzt. Die Hohlräume beider C-Formen sind mit Verstärkungsrippen versteift.In the area behind the recording 4th shows the cast carrier 1 a vertically running central wall extending in the vehicle longitudinal direction x, adjoining the top and bottom horizontally extending webs which extend both inwards and outwards in the vehicle transverse direction. The cross-sectional shape can therefore be described as a C-shape that is open to the outside as seen in the transverse direction y of the vehicle and is adjoined by a C-shape that is open to the inside. The cavities of both C-shapes are reinforced with reinforcing ribs.

Ferner sind in den Gussträger 1 die vordere und die hintere Aufnahme 9 und 10 eines Hinterachsträgers integriert, die insbesondere in der Ansicht von unten in 6 gut erkennbar sind. Auch ein Anbindungspunkt 11 eines unter einer Fahrgastzelle angeordneten Hochvoltspeichers ist in den Gussträger 1 integriert. Ein derartiger Hochvoltspeicher weist ein hohes Gewicht auf, entsprechend solide muss er an die Karosserie angebunden werden. Die Integration eines Anbindungspunktes 11 in den Gussträger ist eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit, da so eine steife Anbindungsmöglichkeit gegeben ist, ohne dass hierzu zusätzliche Bauteile erforderlich sind. Der eigentliche Anbindungspunkt 11 ist als vom Gussträger 1 abstehender Anschraubdom konzipiert, der zusätzlich mit diagonal verlaufenden Rippen gegenüber dem restlichen Gussträger abgestützt ist. Diese Integration des Anbindungspunkts 11 in den Gussträger 1 ist nur mit minimal mehr Material verbunden, sodass die Integration sehr kostengünstig und nur mit einer geringfügigen Gewichtserhöhung des Gussträgers 1 verbunden ist, die aber geringer als bei anders gestalteten Anbindungsmöglichkeiten ist.Furthermore are in the cast carrier 1 the front and the rear intake 9 and 10 of a rear axle carrier, which is particularly shown in the bottom view in 6th are easily recognizable. Also a connection point 11 a high-voltage accumulator arranged under a passenger cell is in the cast support 1 integrated. Such a high-voltage battery is very heavy, and it must be connected to the body in a correspondingly solid manner. The integration of a connection point 11 in the cast support is a very simple and inexpensive option, as this provides a stiff connection option without the need for additional components. The actual connection point 11 is than from the cast carrier 1 designed protruding screw-on dome, which is additionally supported with diagonal ribs against the rest of the cast support. This integration of the connection point 11 in the cast carrier 1 is only connected with minimally more material, so that the integration is very cost-effective and with only a slight increase in the weight of the cast support 1 is connected, but this is less than with differently designed connectivity options.

Des Weiteren ist in den Gussträger 1 eine Anbindung 13 einer hinteren, umklappbaren Sitzlehne integriert. Die Anbindung 13 bildet die entsprechend steif ausgeführte Lagerstelle für die umklappbare Sitzlehne. Die einstückige Integration in den Gussträger ermöglicht eine sehr kostengünstige Realisierung dieser Lagerstelle. Auch ein Anbindungspunkt 16 für ein Gurtschloss ist in den Gussträger 1 einstückig integriert. Dieser Anbindungspunkt 16 weist zusätzlich eine Abstützung über eine Versteifungsrippe auf, die den in Fahrzeugquerrichtung y gesehen nach innen ragenden Anbindungspunkt 16 primär in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen nach vorne abstützt, sodass der Anbindungspunkt 16 auch im Falle eines Crashs die erforderliche Steifigkeit aufweist.Furthermore is in the cast carrier 1 a connection 13th integrated into a rear, foldable seat back. The connection 13th forms the correspondingly rigid bearing point for the foldable seat back. The one-piece integration into the cast support enables this bearing point to be implemented very inexpensively. Also a connection point 16 for a belt buckle is in the cast carrier 1 integrated in one piece. This connection point 16 additionally has a support via a stiffening rib that forms the connection point that protrudes inward as seen in the transverse direction y of the vehicle 16 primarily supported in the vehicle longitudinal direction x forward, so that the connection point 16 has the required rigidity even in the event of a crash.

Zusätzlich weist der Gussträger 1 einen nach oben ragenden Abschnitt auf, der als Verstärkung 14 einer angrenzenden Seitenwand im Bereich einer C-Säule dient. Sowohl bei Personenkraftfahrzeugen der Limousinenbauart wie auch der Kombinationsbauart ist es für die Torsionssteifigkeit der Karosserie wichtig, dass sich die Seitenwand relativ zum Fahrzeugboden möglichst nicht in Fahrzeugquerrichtung y tordieren kann. Durch die in den Gussträger 1 integrierte Verstärkung 14 wird die daran in Fahrzeugquerrichtung y außen angrenzende Seitenwand im Bereich der C-Säule sehr gut verstärkt, sodass die Torsionssteifigkeit in diesem Bereich maßgeblich durch den Gussträger 1 erhöht wird. Zudem kann an der Verstärkung 14 ein weiteres Karosseriebauteil angebunden werden, das sich in Fahrzeughochrichtung z entlang der Seitenwand nach oben erstreckt und so diese versteift. Durch die Verstärkung 14, das weitere Karosseriebauteil und dessen Anbindung an die Verstärkung 14 kann die Torsionssteifigkeit der Karosserie so in diesem Bereich deutlich erhöht werden. Zusätzlich weist der Gussträger 1 eine weitere Verstärkung 17 auf, die sich in Fahrzeuglängsrichtung x hinter der Aufnahme 4 des Federbeins befindet, während die andere Verstärkung 14 in Fahrzeuglängsrichtung x gesehen vor der Aufnahme 4 des Federbeins angeordnet ist. Diese weitere Verstärkung 17 dient ebenfalls zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit zur angrenzenden Seitenwand hin.In addition, the cast carrier 1 a protruding section that acts as a reinforcement 14th an adjacent side wall in the area of a C-pillar. Both in the case of passenger vehicles of the sedan design and of the combination design, it is important for the torsional rigidity of the body that the side wall should not be able to twist in the transverse direction y of the vehicle relative to the vehicle floor, if possible. Through the in the cast carrier 1 integrated reinforcement 14th the side wall adjoining it on the outside in the transverse direction y of the vehicle is reinforced very well in the area of the C-pillar, so that the torsional rigidity in this area is largely due to the cast beam 1 is increased. In addition, the reinforcement 14th a further body component can be connected, which extends in the vertical direction z of the vehicle upwards along the side wall and thus stiffens it. Through the reinforcement 14th , the further body component and its connection to the reinforcement 14th the torsional rigidity of the body can be increased significantly in this area. In addition, the cast carrier 1 another reinforcement 17th on, which is in the vehicle longitudinal direction x behind the recording 4th of the shock absorber, while the other reinforcement 14th seen in the vehicle longitudinal direction x before the recording 4th of the strut is arranged. This further reinforcement 17th also serves to increase the torsional stiffness towards the adjacent side wall.

Die Karosserie des Kraftfahrzeugs weist beidseitig jeweils einen solchen Gussträger 1 auf. Der linke Gussträger 1 verbindet den linken Seitenschweller mit dem linken Hecklängsträger, der rechte Gussträger verbindet spiegelbildlich dazu den rechten Seitenschweller mit dem rechten Hecklängsträger.The body of the motor vehicle has such a cast carrier on both sides 1 on. The left cast beam 1 connects the left side sill with the left rear side member, the right cast beam connects the right side sill with the right rear side member in a mirror image.

Der Gussträger 1 ist als Druckgussbauteil aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung konzipiert. Derartige Druckgussbauteile weisen eine hohe Maßgenauigkeit mit sehr geringen Fertigungstoleranzen auf und bieten die Möglichkeit, zahlreiche Anbauteile und/oder Halter bzw. Aufnahmen für Anbauteile oder andere Karosseriebauteile einteilig zu integrieren. Gegenüber einer klassischen Karosserie, die nur aus Blechbauteilen besteht, trägt der Gussträger 1 damit erheblich dazu bei, die Zahl der Einzelteile der Karosserie zu reduzieren.The cast carrier 1 is designed as a die-cast component made of an aluminum-magnesium alloy. Such die-cast components have high dimensional accuracy with very low manufacturing tolerances and offer the possibility of integrating numerous add-on parts and / or holders or receptacles for add-on parts or other body components in one piece. Compared to a classic body, which consists only of sheet metal components, the cast carrier carries 1 thus significantly contributes to reducing the number of individual parts of the body.

Der Gussträger 1 weist als tragendes Bauteil der Karosserie viele flächige Abschnitte auf, die unterschiedlich stark beansprucht sind. Welche flächigen Abschnitte wie stark belastet sind, kann beispielsweise mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode ermittelt werden. Dabei weist der Gussträger 1 mindestens einen flächigen Abschnitt auf, der nur minimalen Belastungen ausgesetzt ist. Dieser flächige Abschnitt ist der Wandbereich der topfförmigen Aufnahme 4 für das Federbein, der in Fahrzeugquerrichtung y gesehen der Fahrzeugaußenseite zugewandt ist. In diesem vom Wandbereich der topfförmigen Aufnahme gebildeten flächigen Abschnitt des Gussträgers 1 befinden sich drei Aussparungen 12. Da sich diese drei Aussparungen 12 in einem nur geringfügig belasteten Bereich des Gussbauteils 1 befinden, wird dessen Gesamtsteifigkeit durch die Aussparungen 12 nicht beeinträchtigt, das Gewicht des Gussträgers 1 reduziert sich aber durch das Vorsehen der Aussparungen 12. Dies ist eine sehr effektive Möglichkeit zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts des Personenkraftfahrzeugs. Eine solche Gewichtsreduzierung wiederum ist im heutigen Kraftfahrzeugbau ein wesentliches Ziel, um einerseits den Energieverbrauch zu senken und andererseits die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs zu verbessern.The cast carrier 1 As a load-bearing component of the bodywork, it has many flat sections that are subject to different levels of stress. which How heavily loaded flat sections are can be determined, for example, with the aid of the finite element method. The cast carrier has 1 at least one flat section that is only exposed to minimal loads. This flat section is the wall area of the cup-shaped receptacle 4th for the spring strut which faces the outside of the vehicle as seen in the transverse direction y of the vehicle. In this flat section of the cast support formed by the wall area of the cup-shaped receptacle 1 there are three recesses 12th . Because these three recesses 12th in an area of the cast component that is only slightly stressed 1 its overall stiffness is due to the recesses 12th does not affect the weight of the cast beam 1 but is reduced by providing the cutouts 12th . This is a very effective way of reducing the vehicle weight of the passenger vehicle. Such a weight reduction, in turn, is an essential goal in today's motor vehicle construction, on the one hand to reduce energy consumption and on the other hand to improve the driving dynamics of the motor vehicle.

Eine weitere Möglichkeit zur Gewichtsoptimierung stellt die erfindungsgemäße Gestaltung der Versteifungsrippen 6, 7 und 8 dar: So verlaufen die vier parallel zueinander angeordnete Versteifungsrippen 6 in Fahrzeugquerrichtung und weisen einen konvexen Verlauf auf. Dabei ist der Abstand der vier Versteifungsrippen 6 in Fahrzeuglängsrichtung x jeweils gleich groß. Sie stützen die Federbeinaufnahme 4 gegenüber der - in Fahrzeugquerrichtung y gesehen - Innenseite des Gussträgers 1 ab und versteifen damit den Bereich der Federbeinaufnahme 4. Entsprechend den dabei wirkenden Belastungen sind die Versteifungsrippen 6 hierbei an dem der Fahrzeuginnenseite zugewandten Ende weniger hoch als auf dem der Fahrzeugaußenseite zugewandten Ende. Der der Federbeinaufnahme 4 gegenüberliegende freie Rand der Versteifungsrippen 6 hat dabei einen bogenförmigen konvexen Verlauf, die Höhe der Versteifungsrippen 6 nimmt also zur Fahrzeugaußenseite hinzu.Another possibility for weight optimization is the design of the stiffening ribs according to the invention 6th , 7th and 8th dar: This is how the four stiffening ribs, which are arranged parallel to one another, run 6th in the transverse direction of the vehicle and have a convex shape. This is the distance between the four stiffening ribs 6th in each case the same size in the vehicle longitudinal direction x. They support the strut mount 4th compared to the inside of the cast support - seen in the transverse direction y of the vehicle 1 and thereby stiffen the area of the strut mount 4th . The stiffening ribs are in accordance with the loads acting 6th in this case, less high at the end facing the inside of the vehicle than on the end facing the outside of the vehicle. The one of the strut mount 4th opposite free edge of the stiffening ribs 6th has an arched convex course, the height of the stiffening ribs 6th So adds to the outside of the vehicle.

Die Versteifungsrippen 7 dagegen, die die Federbeinaufnahme auf der in Fahrzeugquerrichtung y gesehen - der Fahrzeugmitte zugewandten Seite versteifen, weisen einen konkaven Verlauf ihres jeweiligen freien Randbereichs auf. Auch hier sind die Versteifungsrippen 7 beanspruchungsgerecht konzipiert. Gegenüber einer Versteifungsrippe mit einem geraden freien Randbereich kann so Material und damit Gewicht eingespart werden.The stiffening ribs 7th on the other hand, which stiffen the strut mount on the side facing the center of the vehicle, seen in the transverse direction y of the vehicle, have a concave course of their respective free edge area. Here too are the stiffening ribs 7th Designed to meet demands. Compared to a stiffening rib with a straight free edge area, material and thus weight can be saved.

Eine dritte Möglichkeit zur Gewichtsoptimierung stellt die ringförmige Gestaltung zumindest einer Verstärkungsrippe 15 dar. Von der ringförmigen Verstärkungsrippe 15 erstrecken sich zusätzlich sternförmig nach außen laufende weitere Verstärkungsrippen. Hierbei ist es wichtig, dass die ringförmige Verstärkungsrippe umlaufend vollständig geschlossen ist, also einen mittleren Bereich vollständig umgibt. Wenn die ringförmige Verstärkungsrippe 15 kreisrund gestaltet ist, verlaufen die angrenzenden Verstärkungsrippen radial von der ringförmigen Versteifungsrippe 15 nach außen. Diese ringförmige Gestaltung einer Versteifungsrippe 15 ermöglicht eine sehr gute Kraftverteilung auf die angrenzenden Versteifungsrippen, sodass die Versteifungsrippen relativ klein und dünn in Relation zu ihrem Verstärkungseffekt dimensioniert werden können. Die ringförmige Verstärkungsrippe 15 mit ihren sternförmig angrenzenden Verstärkungsrippen ist hier im Bereich des Gussträgers 1 angeordnet, der an den Seitenschweller angrenzt. Die ringförmige Verstärkungsrippe 15 verstärkt somit den Hohlraum des C-förmigen vorderen Abschnitts des Gussträgers 1.A third possibility for weight optimization is the annular design of at least one reinforcement rib 15th from the annular reinforcing rib 15th In addition, further reinforcing ribs extending outward in a star shape extend. It is important here that the annular reinforcing rib is completely closed all the way round, that is to say that it completely surrounds a central area. When the annular reinforcing rib 15th is designed circular, the adjacent reinforcing ribs extend radially from the annular stiffening rib 15th outward. This annular design of a stiffening rib 15th enables a very good distribution of forces on the adjacent stiffening ribs, so that the stiffening ribs can be dimensioned relatively small and thin in relation to their reinforcement effect. The annular reinforcing rib 15th with its star-shaped adjoining reinforcing ribs is here in the area of the cast support 1 arranged, which is adjacent to the side sill. The annular reinforcing rib 15th thus reinforces the cavity of the C-shaped front portion of the cast carrier 1 .

Eine genaue Analyse der tatsächlichen Beanspruchung des Gussträgers 1 ermöglicht also die Realisierung von Gewichtseinsparungen durch das Vorsehen von Aussparungen 12 in flächigen Bereichen, die besonders gering belastet sind, sowie durch die Optimierung des Verlaufs des freien Randbereichs von Verstärkungsrippen 6 und 7. Die genaue Analyse kann beispielsweise mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode erfolgen, mit deren Hilfe die Belastungen in einzelnen Bereichen des Gussträgers 1 berechnet werden können.A precise analysis of the actual stress on the cast beam 1 thus enables weight savings to be achieved by providing cutouts 12th in flat areas that are particularly lightly loaded, as well as by optimizing the course of the free edge area of reinforcing ribs 6th and 7th . The exact analysis can be carried out, for example, with the help of the finite element method, with the help of which the loads in individual areas of the cast support 1 can be calculated.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102007006722 A1 [0002]

Claims

Load-bearing component (1) of a body of a passenger vehicle, which has at least one flat section, characterized in that the flat section has at least one recess (12) in an area which is exposed to particularly low stresses when used in the body.

Load-bearing component (1) according to Claim 1 , characterized in that the load-bearing component (1) has stiffening ribs (8) in the area of the flat section, at least on one side, which protrude from the flat section.

Load-bearing component (1) according to Claim 2 , characterized in that the at least one recess (12) is arranged between a plurality of stiffening ribs (8).

Load-bearing component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the load-bearing component (1) has at least one reinforcing rib (6, 7) which has a free edge area protruding from the load-bearing component and which has an arcuate shape so that the The distance between the load-bearing component and the free edge area changes continuously along the longitudinal extension of the reinforcing rib (6, 7).

Load-bearing component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the load-bearing component (1) has at least one annular reinforcing rib (15) from which further reinforcing ribs extend outward in the center.

Load-bearing component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the load-bearing component (1) is a cast component.

Load-bearing component (1) according to Claim 6 , characterized in that the load-bearing component (1) is a die-cast component made of a light metal.

Load-bearing component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the load-bearing component (1), viewed in the vehicle longitudinal direction (x), connects the rear end area of a side sill with the front end area of a rear side member.

Load-bearing component (1) according to Claim 8 , characterized in that the load-bearing component (1) serves to accommodate a suspension strut.

Load-bearing component (1) according to Claim 8 or 9 , characterized in that the load-bearing component (1) has at least one connection point (11) for a high-voltage storage device, which is located below a passenger cell.

Load-bearing component (1) according to one of the Claims 8 until 10 , characterized in that the load-bearing component (1) has an integrated connection (13) of a seat back.

Load-bearing component (1) according to one of the Claims 8 until 11 , characterized in that the load-bearing component (1) forms at least one integrated reinforcement (14, 17) of an adjacent side wall of the passenger vehicle, which extends upwards in the vehicle height direction (z) along the side wall.

Passenger motor vehicle with a load-bearing component (1) according to one of the preceding claims.